杭瑞高速公路瀝青路面微表處預防性養(yǎng)護效果分析

摘要 湖北省杭瑞高速公路部分路段上面層采用通山多孔玄武巖鋪筑而成，普遍出現麻面、剝落病害，因此針對此病害路段采取了微表處進行預防性養(yǎng)護。為分析微表處在杭瑞高速公路上的實際養(yǎng)護效果，文章結合近五年的路面檢測數據，對采取微表處預養(yǎng)護路段進行了對比分析，并依據分析結果對養(yǎng)護效果進行評價，并為下一步養(yǎng)護方案提出建議。

關鍵詞 預防性養(yǎng)護；微表處；養(yǎng)護效果

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）13-0138-03

0 引言

隨著高速公路的快速發(fā)展，高速公路的養(yǎng)護工作也越發(fā)重要。為保證高速公路路面狀況，進一步提高行駛質量，減緩路面性能惡化，必須對路面進行預防性養(yǎng)護[1-2]。目前，湖北省高速公路上常用的預防性養(yǎng)護技術主要包括微表處、復合封層、水性環(huán)氧微表處、超韌磨耗層、纖維復合封層、銑刨重鋪等。不同的預防性養(yǎng)護方案針對的路面病害有所不同。根據預防性養(yǎng)護理念可知，預防性養(yǎng)護措施只有應用在適宜的路面病害上才能發(fā)揮其最佳的養(yǎng)護性能，因此，在選擇預防性養(yǎng)護對策之前，必須根據路面病害類型及輕重程度選擇合適的預防性養(yǎng)護措施。

微表處技術作為一種高速公路常用的預防性養(yǎng)護技術，是將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水和外加劑按照一定的配比拌和成稀漿混合料，并攤鋪在路面表層[3-4]。針對高速公路出現麻面、車轍、抗滑不足等病害，一般采用微表處技術，不僅能夠提升路面表面功能，還能對路面結構的損壞起到有效的延緩作用，從而延長高速公路的服役壽命。因此，針對杭瑞高速出現的麻面、剝落病害，歷年專項養(yǎng)護中均采用了微表處預防性養(yǎng)護方案。目前雖然對實施預防性養(yǎng)護后的路面技術狀況指標進行了相關規(guī)定，但在養(yǎng)護后進行長期的持續(xù)檢測與評估的研究較少，對預防性養(yǎng)護措施實施后的性能變化趨勢和使用壽命的分析也較為缺乏[5]?；诖耍撐倪x取杭瑞高速微表處預防性養(yǎng)護路段進行了為期五年的檢測，并基于檢測數據展開了相關的分析與評估。

1 杭瑞高速概況

杭瑞高速公路（G56）湖北省陽新至通城段（K560+000～K759+718）沿途經過黃石市陽新縣、咸寧市通山縣、崇陽縣、通城縣，終點在通城縣大界接杭瑞高速湖南省段，路線全長199.718 km，為雙向四車道高速公路標準，設計速度100 km/h，路面結構為4 cm改性AC-13C瀝青混凝土+6 cm改性AC-20C瀝青混凝土+8 cm AC-25C瀝青混凝土+36 cm水穩(wěn)碎石基層+20 cm水穩(wěn)碎石底基層，于2011年6月30日正式通車。

其中杭瑞高速公路K620～K759段路面上面層AC-13C瀝青混凝土粗集料采用通山多孔玄武巖，而多孔玄武巖路段普遍出現剝落、麻面病害[6-7]。通山多孔玄武巖路段之所以易產生上述病害的主要原因如下：首先是生產上面層集料所采用的通山玄武巖發(fā)生了風化，導致集料中含泥量偏高、石料耐磨性和粘附性較差；其次與通山玄武巖自身性質有關，從通山玄武巖的外觀及路面病害情況來看，石料表面可能含有硬度低、質地軟、吸水率大的鱗片狀次生礦物，導致通車后在行車荷載和水損害作用下，瀝青膜從骨料表面脫落，進而出現麻面、剝落病害[8]。

經過歷年觀測，隨著通車時間和交通量的增長，通山多孔玄武巖路段路面剝落、麻面病害有加快發(fā)展的趨勢，因此從2016年開始，陸續(xù)對通山多孔玄武巖路段采用微表處的預防性養(yǎng)護措施，目前微表處預養(yǎng)護路段里程已有186 km（雙向）。為分析微表處在杭瑞高速公路上的實際養(yǎng)護效果，該文選取了杭瑞高速2018—2022年微表處預防性養(yǎng)護施工段落和對應路段歷年檢測數據，根據相關段落路況評定數據，對微表處的養(yǎng)護效果進行分析，為后期養(yǎng)護方案提出建議。

2 養(yǎng)護材料及配合比

杭瑞高速2018—2022年微表處預防性養(yǎng)護路段均采用MS-3型微表處，其單層厚度為1 mm，所用原材料技術指標和配合比如下。

2.1 原材料

2.1.1 改性乳化瀝青

根據規(guī)范要求，高速/一級公路微表處必須使用改性乳化瀝青。該文采用的改性乳化瀝青技術指標如表1所示。

2.1.2 集料

微表處所采用的集料應當具有強度高、硬度大、耐磨性好等特點，且集料中應不含泥土雜質，嚴格控制集料的含泥量。微表處用細集料（規(guī)格為0～3 mm）宜采用石灰?guī)r或輝綠巖集料，粗集料（規(guī)格為3～5 mm和5～10 mm）應采用玄武巖、輝綠巖集料。該文粗集料選用玄武巖，細集料采用石灰?guī)r，粗、細集料技術指標如表2所示，滿足規(guī)范要求。

2.1.3 填料

采用復合硅酸鹽水泥作為填料，強度等級不低于32.5級。

2.2 配合比

微表處混合料的配合比設計應嚴格按《公路瀝青路面預防養(yǎng)護技術規(guī)范》（JTG/T 5142-01—2021）要求進行，級配采用MS-3型中值，混合料配比如下：礦料∶改性乳化瀝青∶水泥∶水=100∶7.5∶3∶6。微表處的混合料技術性能如表3所示。

3 路面養(yǎng)護效果對比分析

杭瑞高速公路微表處預養(yǎng)護主要是針對麻面、剝落和輕微車轍病害路段，該文以杭瑞高速2019年實施微表處預防性養(yǎng)護路段作為研究對象，對這些路段的歷年檢測數據進行了統(tǒng)計，依據歷年檢測數據變化來分析微表處預防性養(yǎng)護措施的養(yǎng)護效果以及變化趨勢。根據微表處預養(yǎng)護所針對的病害類型，該文主要對路面損壞狀況指數（PCI）和路面車轍深度指數（RDI）進行統(tǒng)計分析，選取的10處段落和對應的PCI、RDI評分如表4所示，變化趨勢如圖1～2。

結合圖表分析可知：

（1）各病害路段處治前，PCI均值為88.1，實施微表處預防性養(yǎng)護后，各路段PCI分值有較大提高，養(yǎng)護后第一年PCI均值為99.1，提升了11分，養(yǎng)護后第二年PCI評分為97.8，養(yǎng)護后第三年PCI評分為95.7，養(yǎng)護后第四年PCI均值為94.7，大部分路段評價均能達到“優(yōu)”，僅部分路段如段落4和段落6評分下降較大，評價為“良”。

（2）各病害路段處治前，RDI均值為86.4，實施微表處預防性養(yǎng)護后，各路段RDI分值也都提升較大，養(yǎng)護后第一年RDI均值為93.5，提升了7.1分，隨著服役時間延長，RDI值有所下降，但下降幅度很小，第四年RDI均值為93.1分。路段評分均能達到“優(yōu)”。

根據現場情況可知，微表處預養(yǎng)護路段在服役3年后，大部分路段路面狀況較好，如圖3所示，這些路段養(yǎng)護前路面狀況評分相對較高，僅發(fā)生了輕微麻面和輕微車轍病害，這說明對于輕微麻面和輕微車轍病害采用微表處是可行的；而由圖4可知，路段4和路段6處微表處服役3年后出現剝落、掉皮現象，結合養(yǎng)護前路面檢測狀況可知，路段4和路段6養(yǎng)護前路面PCI評分較低，說明剝落病害較為嚴重，這可能是其微表處預養(yǎng)護效果較差的原因，對于此種病害繼續(xù)采用微表處養(yǎng)護則不太適宜。

4 結論

該文依托杭瑞高速公路歷年路面專項養(yǎng)護工程，針對杭瑞高速通山多孔玄武巖路段出現的麻面、剝落病害所采用的微表處預防性養(yǎng)護技術在杭瑞高速上的應用效果進行了詳細分析，得出結論如下：

（1）針對輕微麻面和輕微車轍病害，采用微表處對路面實施預防性養(yǎng)護，有效地控制了病害的進一步發(fā)展，提高了路面行駛質量，服役三年后仍具有良好的路況，有效延長了路面的使用壽命，因此，針對此病害路段采用微表處預防性養(yǎng)護是一種行之有效的養(yǎng)護措施。

（2）而針對路面嚴重剝落路段，不建議繼續(xù)采用微表處技術進行養(yǎng)護，雖然短時間內能有效提升路段路面狀況，但服役三年時間后，路面易出現破損，建議采用銑刨路面上面層的方法進行養(yǎng)護或采用黏結性更好的水性環(huán)氧微表處預防性養(yǎng)護技術。

參考文獻

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